Nhận xét Các bảo vệ đặt thời gian tác động xác định (khoảng 0,01s), chức năng cắt hẳn khi dịng sự cố cao được kích hoạt khi dịng sự cố lớn hơn 10 lần dịng đặt.
Bảng 2.2. Thơng số kỹ thuật của Recloser Nu-Lec
Mô tả Đơn
vị Yêu cầu
Máy cắt Recloser
Nước sản xuất Australia
Chế độ làm việc Đặt ngoài trời (trên cột) Điều kiện khí hậu Nhiệt đới hố
Nhiệt độ mơi trường làm việc - 30 đến + 500C
Số pha 3 pha - Điện áp định mức - Điện áp làm việc lớn nhất kV 38 38 Tần số định mức Hz 50 Dòng điện định mức A 630 Dòng cắt ngắn mạch định mức (3s) kA 12,5
Buồng dập hồ quang Chân không Cách điện trung gian SF6
Điện áp chịu đựng tần số công nghiệp định mức (khô, 1 phút)
kV 70
Điện áp chịu xung sét tiêu
chuẩn 1,2/50μs kVp 170kVp
Cơ cấu truyền động Điện từ, cơ khí
Điều khiển Điện tử - vi xử lý
Số lần đóng cắt trước khi bảo dưỡng:
- Số lần cắt với tải định mức : - Số lần cắt ngắn mạch theo tiêu chuẩn ANSI :
• 15 20% dịng cắt định mức (X/R=3) • 45 55% dòng cắt định mức (X/R=7) Lần Lần Lần Lần 10.000 1500 1000 520
• 90 100% dòng cắt định mức (X/R=7)
- Điện áp cấp cho tủ điều khiển 110V/50Hz
- Cảm biến dòng điện và điện áp của mạch cao thế
- Có ắc quy tự sạc lắp sẵn.
- Có CT và cảm biến điện áp lắp trong Recloser phù hợp với phụ tải và tủ điều khiển.
Tủ điều khiển
Chức năng bảo vệ:
Bảo vệ q dịng có thời gian với cắt nhanh 50/51
Bảo vệ q dịng chạm đất có thời gian với cắt nhanh 50/51N Bảo vệ q dịng có hướng 67/67N Bảo vệ chạm đất nhậy có hướng 67Ns Bảo vệ tự động đóng lại 79 Bảo vệ tần số 81
Đo lường U, I, P, Q, cos... và lưu trữ dữ liệu Các chức năng bảo vệ khác: Có Có Có Có Có Có Có -Bảo vệ q dịng thứ tự nghịch NPS, dùng phát hiện các sự cố đứt dây dẫn, sự cố chạm đất có điện trở lớn (dùng trong lưới trung tính cách ly)
-Bảo vệ mất pha
-Chống đóng vào tải đang mang điện Khả năng kết nối với hệ
thống giám sát, điều khiển đo lường từ xa
Máy được tích hợp sẵn bộ đầu cuối (RTU) và các giao thức truyền thông hiện đại (DNP, IEC, Modbus...) để kết nối với các
hệ thống SCADA. Ngồi ra Recloser có thể được điều khiển từ xa bằng phần mềm WSOS (kèm theo) qua đường điện thoại hay radio.
Cài đặt chức năng Bằng bàn phím của tủ điều khiển hoặc từ máy tính
Khoảng cài đặt giá trị cắt
theo dòng pha A Từ 10A 1260A
Khoảng cài đặt giá trị cắt
theo dịng thứ tự khơng. A Từ 10A 1260A Khoảng cài đặt giá trị cắt
nhạy theo dịng thứ tự khơng A Từ 4A 20A - Đặc tính q dịng cắt
nhanh (50)
- Đặc tính bảo vệ (3 Đường cong IEC): q dịng có thời gian (51):
- Standard inverse - Very inverse - Extremely inverse
Và các đường cong tự đặt được theo nhu cầu của người vận hành.
- Chức năng bảo vệ mất pha - Chức năng đóng lại vào phụ tải nguội (Cold load pickup)
- Có
- Có
- Có - Có
Tự ghi và lưu trữ sự cố Tối thiểu 3000 sự kiện gần nhất Hộp điều khiển Đã đấu nối, lắp sẵn
Đo lường:
- Dòng rms sau 5 15 phút - Dòng rms cực đại của các pha
- Dòng rms đất cực đại - Các giá trị đo lường khác:
- Có - Có - Có
- Giá trị tức thời: đo điện áp trên cả 6 sứ, dòng điện 3 pha, dòng đất, dòng thứ tự nghịch (NPS), tần số, công suất kW, kVAr, hệ số công suất PF.
- Lưu trữ điện năng kWh đi qua máy mỗi tuần và mỗi tháng.
- Lưu trữ thời điểm và giá trị xảy ra công suất cực đại.
- Lưu trữ số lần mất điện và tổng thời gian mất điện cả hai phía của recloser.
- Số lượng dữ liệu được lưu trữ tối thiểu 78 ngày.
Lưu trữ đồ thị phụ tải này - Giá trị lưu trữ
- Số giá trị lưu trữ
- Dịng các pha, dịng đất RMS, cơng suất kW, hệ số công suất PF cùng thời điểm ghi nhận.
- 22464 số giá trị lưu trữ, mỗi giá trị lưu trữ cách nhau 15 phút (lưu trong 234 ngày) Ngồi ra máy cũng có khả năng lưu trữ các giá trị khác như: kW, kVA, kVAR, PF, điện áp trên các cực sứ, nhiệt độ trong thân máy, điện áp ắc quy, áp suất khí.
Lưu trữ tình trạng vận hành Giá trị lưu trữ
- Thời điểm xảy ra sự kiện. - Các dòng rms pha, dòng đất
- Có
- Số lần đóng cắt trước khi
lockout xẩy ra - Có
Ắc quy có sẵn bộ sạc Có
Tuổi thọ ắc qui 5 năm
Thời gian lưu điện khi được nạp đầy
giờ 120 giờ
Thiết bị phụ kiện đi kèm
- Có cơ cấu đóng cắt tại chỗ bằng tay
- Giá treo Recloser trên cột - Giá lắp chống cột
- Tủ điều khiển. - Dây cáp điều khiển
- Có - Có - Có - Có - Có - Cáp lực XLPE 185mm2 mỗi sợi 3m Sợi 06
- Bao sứ Silicon kèm theo các đai chặn bằng thép không rỉ
Cái 06
- ống mỡ Silicon kèm theo
vòi bơm bằng Plastic ống 06 Phần mềm cài đặt và hướng
dẫn vận hành Bộ Có
Trình tự vận hành của recloser loại N của Schneider Electric như sau: O - 1 rt - CO - 2 rt - CO - 3 rt - CO
trong đó:
rt = thời gian đóng lại O = mở.
C = đóng. Thời gian đóng lại
Phạm vi thời gian đóng lại thứ 2: 2.0 - 180 giây Phạm vi thời gian đóng lại thứ 3: 2.0 - 180 giây Độ phân giải thời gian: 0,1 s
Thời gian thiết lập lại trình tự vận hành Thời gian đặt lại trình tự: 3 - 180 giây Độ phân giải thời gian: 1 s
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Chương này đã giải quyết được các vấn đề sau đây:
- Tìm hiểu tổng quan về recloser, bao gồm các vấn đề về đặc tính nhanh/chậm, trình tự làm việc, cấu tạo cơ bản, vị trí đặt hợp lý của recloser trên lưới điện phân phối. - Ngun tắc tính tốn phối hợp bảo vệ, các phương trình đường cong theo IEC và IEEE, các đường cong phi tiêu chuẩn khi cài đặt recloser.
- Trình bày thơng số kỹ thuật, chức năng của các loại recloser hiện có trên lưới điện 373-E13.2 đó là recloser Cooper NoVa i và recloser Nu-Lec của Schneider.
- Tìm hiểu các thơng số cài đặt thực tế cho một recloser Pò Lọi – Tú Đoạn, làm căn cứ để lựa chọn thông số cài đặt mô phỏng trong chương tiếp theo của luận văn.
CHƯƠNG 3
TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT VÀ NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN THƠNG SỐ CÀI ĐẶT NÂNG CAO TÍNH TÁC ĐỘNG CHỌN LỌC CHO RECLOSER 3.1. Giải tích lưới điện
Để cài đặt thông số cho các recloser ta cần phải tính tốn dịng điện chạy trên các đoạn đường dây có đặt recloser ở chế độ binh thường cũng như khi xảy ra sự cố. Công việc tính tốn này được thực hiện bằng phần mềm ETAP. Đây là phần mềm được phát triển bởi công ty Operation Technology, Inc (OTI) có trụ sở đặt tại California, Mỹ, với các văn phòng bán lẻ và hỗ trợ khách hàng ở hơn 80 quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam Etap được phân phối chính thức qua cơng ty ESEC tại Thành phố Hồ Chí Minh. OTI được thành lập từ năm 1986, chuyên cung cấp các giải pháp để phân tích, mơ phỏng, thiết kế, vận hành, kiểm sốt, tối ưu hóa và tự động hóa hệ thống điện. Phiên bản mới nhất hiện nay là Etap 16.1. Hiện OTI đã cung cấp hơn 50000 giấy phép cho các cơng ty, tổ chức, doanh nghiệp trên tồn thế giới. Điểm nổi bật nhất của Etap là kiểm soát và điều khiển hệ thống trực tiếp theo thời gian thực nhằm tăng cường độ tin cậy, và vận hành hệ thống một cách tối ưu và tiết kiệm. OTI sở hữu một đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm hàng đầu thế giới luôn tiếp cận những tiến bộ công nghệ mới nhất.
Etap gồm nhiều chức năng phân tích tính tốn hệ thống điện như: Tính trào lưu cơng suất; Tính ngắn mạch; Khảo sát ổn định hệ thống; Phối hợp các thiết bị bảo vệ; Quản lý hệ thống theo thời gian thực; Quản lý lưới điện trên sơ đồ địa lý GIS. Ở chức năng tính ngắn mạch Etap cho phép tính theo hai tiêu chuẩn ANSI/IEEE và IEC. Trong luận văn này chỉ tính ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC.
3.1.1. Thơng số tính tốn
- Thơng số nguồn
Với số liệu nguồn trong Bảng 1.1 ta tính được các thơng số liên quan cài đặt trong ETAP tổng hợp trong bảng sau
Bảng 3.1. Thông số nguồn hệ thống Tổng trở TTT TTK X 30,3 22,7% ở 100MVA 77,3 23,05 % ở 100MVA R 8,6 6,5 % ở 100MVA 18,2 5,42 % ở 100MVA k S (MVA) 422,6 167,6
Cài đặt thông số nguồn trong ETAP như hình 3.1
- Thơng số máy biến áp nguồn
Từ bảng 1.2 ta tính được thơng số qui đổi về phía 110 kV để cài đặt cho MBA trong ETAP như bảng 3.2. Trang cài đặt tổng trở MBA T1 và T2 trong ETAP như hình 3.2
Bảng 3.2. Thơng số tính tốn của máy biến áp T1, T2
MBA T1 Z () R () X () X/R Cao 36,42 0,69 36,42 52,92 Zc- t=11,15% Trung 0,44 0,44 0,00 0,00 Zc- h=18,62% Hạ 25,15 0,46 25,14 54,57 Zt-h=7,74% MBA T2 Cao 36,16 0,69 36,15 52,54 Zc- t=11,07% Trung 0,45 0,44 0,08 0,19 Zc- h=17,09% Hạ 20,36 0,46 20,35 44,16 Zt-h=6,29%
Hình 3.2. Trang cài đặt Rating và Impedance cho MBA T1 và T2
- Thông số MBA phân phối 35/0,4
Được trình bày trong phụ lục 1. Hình 3.3 là trang cài đặt thông số cho một MBA 2 cuộn dây trong ETAP. Các thông số quan trọng là công suất, điện áp sơ/thứ và tổng trở (%) cuộn dây.
Được trình bày trong phụ lục 2. Hình 3.4 là trang cài đặt thơng số và cấu hình cho một đường dây 35kV trong ETAP: các thông số quan trọng là chiều dài đường dây, loại đường dây, tổng trở đơn vị, và cách bố trí dây, độ cao sao với mặt biển. - Thơng số phụ tải
Các phụ tải này được lấy theo thực tế do PCLS cung cấp. Hình 3.5 là thơng số cài đặt cho một tải trong ETAP, các tải tại khu dân cư lấy tỷ lệ 100% tĩnh, các tải tại khu vực nhà máy lấy 80% tải tĩnh cịn 20% tải động.
Hình 3.4. Trang cài đặt thơng số và cấu hình cho một đường dây 35kV
3.1.2. Tính tốn phân bố cơng suất
Dựa trên các thơng số tính tốn được cho từng phần tử và cài đặt chúng vào trong ETAP ta xây dựng được sơ đồ mơ phỏng lưới điện như hình 3.6 (một phần).
3.1.2.1 Giải tích lưới điện
Với mục đích tính dịng điện làm việc lớn nhất qua các recloser đặt trên đường trục chính lộ 373 và đầu các đoạn nhánh rẽ. Kết quả tính tốn được xử lý đưa vào bảng 3.3 ứng với chế độ phụ tải chỉ nhận điện từ thanh cái 35kV của trạm E13.2.
Bảng 3.3. Dòng điện làm việc lớn nhất (A) qua các Recloser
STT Vị trí recloser Chế độ mùa khơ Ghi chú
1 Máy cắt MC373E13.2/134 Bản ngà – Lộc Bình 461,9 Bus974 2 Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương. 201,3 Bus1019
3 Máy cắt MCMBA tự ngẫu Đình Lập 126,5 Bus1008 4 Máy cắt MC373E13.2/460-1 Cường Lợi. 16,3 Bus1006 5 Máy cắt MC373E13.2/55A Đ Đ Cao Lộc – Chi Lăng.
113,6 Bus1005 6 Máy cắt MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn 29 Bus1010 7 Máy cắt MC373E13.2/209-2 Lộc Bình – Chi Ma. 91,1 Bus268
8 Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn.
106,6 Bus1017
9 Máy cắt MC373E13.2/69 Khuất Xá – Bản Chắt. 15,6 Bus1018 10 Máy cắt MC373E13.2/255 Nà Mằn – Đông Quan. 37,9 Bus1007 11 Máy cắt MC 353 Đình Lập – Nơng trường Thái Bình.
31,5 Bus1003 12 Máy cắt MC359 Đình Lập – Bính Xá. 24,3 Bus1004 13 Máy cắt MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh – Mẫu Sơn. 7,1 Bus1009
Chi tiết báo cáo phần tính tốn phân bố cơng suất xem phần Phụ lục 3
3.1.3. Tính tốn ngắn mạch theo IEC60909
Kết quả chi tiết trình bày trong phụ lục 4. Kết quả xử lý số liệu tổng trong bảng 3.4 ứng với 2 dạng ngắn mạch trong lưới 35kV là ngăn mạch 3 pha và ngắn mạch 2 pha. Trị số dòng điện ghi trong bảng là trị số dịng điện qua các Recloser theo hường cơng suất từ thanh cái 35kV trạm E13.2 về phía cuối phụ tải.
Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả tính tốn ngắn mạch
STT Vị trí recloser Bus ID
Dòng điện chạy qua CB/Recloser
khi NM 3 pha theo hướng thuận
(kA)
Dòng điện chạy qua CB/Recloser khi NM 2 pha theo hướng thuận
(kA) A B C 1 Máy cắt MC373E13.2/134 Bản ngà – Lộc Bình Bus974 3,303 0,008 2,570 2,570 2 Máy cắt MC373E13.2/235 Lộc Bình – Na Dương. Bus1019 1,629 0,010 1,080 1,070
3 Máy cắt MCMBA tự ngẫu Đình Lập Bus1008 1,129 0 0,977 0,977
4 Máy cắt MC373E13.2/460-1 Cường Lợi. Bus1006 0,828 0 0,719 0,719
5 Máy cắt MC373E13.2/55A Đ Đ Cao Lộc – Chi Lăng.
Bus1005 0,953 0 0,823 0,823
6 Máy cắt MC373E13.2/174-1A Xuân Mãn Bus1010 2,442 0 2,121 2,121
7 Máy cắt MC373E13.2/209-2 Lộc Bình – Chi Ma.
8 Máy cắt MC373E13.2/05 Pò Lọi – Tú Đoạn. Bus1017 1,695 0 1,475 1,475
9 Máy cắt MC373E13.2/69 Khuất Xá – Bản Chắt.
Bus1018 1,289 0 1,120 1,120
10 Máy cắt MC373E13.2/255 Nà Mằn – Đông Quan.
Bus1007 1,552 0 1,350 1,350
11 Máy cắt MC 353 Đình Lập – Nơng trường Thái Bình. Bus1003 0,856 0 0,738 0,738 12 Máy cắt MC359 Đình Lập – Bính Xá. Bus1004 0,924 0 0,804 0804, 13 Máy cắt MC373E13.2/155-01 Bằng Khánh – Mẫu Sơn. Bus1009 2,714 0 2,355 2,355
3.2. Thiết lập thông số bảo vệ
3.2.1. Bảo vệ quá dòng xuất tuyến lộ 373
Theo bảng 1.4 rơle quá dòng là loại 7SJ600 của SIEMENS. - Bảo vệ quá dòng - 51
Chỉnh theo dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua chỗ đặt bảo vệ
kd dt max
I K I 1,5 461,9 693A
trong đó: Kdt=1,5÷4 là hệ số dự trữ tùy thuộc vào đặc điểm đối tượng, chọn Kdt =
đt=1,2.
Các máy biến dòng xuất tuyến 35 kV được cài đặt với tỷ số 2000/1 bởi vậy dịng khởi động phía thứ cấp máy biến dịng là
kdR kd 35
I I / CRT 693 / 2000 0,35A
Chọn dòng đặt cho rơle là IS 0,35A, tương ứng dịng đặt phía sơ cấp IP700A
Vì bội số dịng điện ngắn mạch thay đổi khơng nhiều, để phối hợp tốt với recloser chọn đặc tính ANSI cực dốc Từ phương trình (2.1) với A28 2, ;B 0 1217, ;C 1;m 2 ta có 2 28 2 0 1217 1 , , ( ) t TDS MP (3.1)
Với yêu cầu bảo vệ xuất tuyến cắt với thời gian t 1 5, s
Bội số dòng qua rơle khi ngắn mạch tại cuối vùng của bảo vệ tại MC373E13.2/134, tức là bảo vệ đặt tại MC373E13.2/235. Tra bảng 3.4 ta được dòng ngắn mạch bằng 1,629 kA
1629
2 33 700
,
MP thay vào (3.1) được TDS 0 23, , chọn thời gian đặt cho rơ le bằng 0,5
- Bảo vệ cắt nhanh – 50
Chỉnh theo dịng ngắn mạch ngồi lớn nhất tại cuối vùng bảo vệ